面向BIM模型行为标准的模型辅助检查软件

张海兵

（1.中铁第四勘察设计院集团有限公司 数据图文中心，湖北武汉 430063；2.中铁第四勘察设计院集团有限公司 数智化项目部，湖北武汉 430063）

0 引言

BIM技术在铁路和轨道交通行业应用逐步深入，武襄十城际铁路[1]、杭海城际铁路[2]、武汉地铁5号线[3]、福厦高铁[4]等工程均开展BIM设计和应用，项目中BIM模型的建模行为标准不一，对项目基点、模型命名规则、构件命名规则、材质着色、构件属性及模型视图的约定均有一定差异。然而，铁路和轨道交通BIM设计中参与专业多、模型复杂、模型体量大，以至于模型检查和复核人员（如专册、项目总体等）对模型的行为标准检查存在以下问题：

（1）各项目行为标准不一，缺乏规则化管理，容易造成混乱；

（2）依赖人工检查，难以对大量的大体量、复杂模型进行快速校核，耗费大量时间，甚至影响项目进度；

（3）人工检查效果有限，影响模型交付质量；

（4）对于同一位置的重复构件、模型内部的构件碰撞，人工检查难以发现。

这些问题造成大量重复性工作，影响项目进度和质量。针对这些问题，将建模行为标准规则化入库，基于Revit SDK实现BIM模型检查智能化和数字化，降低人工审查工作量，提升检查精准率和覆盖面，提升模型检查效率和交付质量。

1 辅助检查解决方案

1.1 总体架构

开发Web端项目规则库管理系统和Revit插件端检查软件，实现对BIM模型行为标准进行检查，总体架构见图1。

图1 模型行为标准检查总体架构

Web端项目规则库管理系统实现项目相关信息管理、项目模型检查规则相关管理、用户权限角色管理三大功能，其中项目相关信息管理包括项目管理、人员管理、标段管理、工点管理；项目模型检查规则相关管理包括规则集管理、命名规则管理、明细表管理、材质着色管理、视图规则管理、构件名称管理、模型基点管理等。Web端项目规则库管理系统针对不同项目构建规则数据集，供插件端基于该规则集内部所有规则对Revit模型执行检查。

Revit插件端检查软件主要实现模型检查和修正，并出具模型检查报告及修正报告。Revit插件端检查软件支持在线规则库检查和离线规则库检查2种模式，可将在线规则库导出为离线规则库，更大程度便于工程人员使用。

1.2 基于Revit SDK开发

城市轨道交通和市域铁路很多工程采用Revit软件开展BIM设计。基于Revit SDK获取模型构件参数信息[5-8]，可为实现模型行为标准检查做好技术铺垫。模型检查涉及材质着色、构件命名、测量点和项目基点、视图、明细表、模型属性等内容，所需要的Revit SDK API类或函数见表1（不仅限于表1内容）。

表1 Revit SDK API类或函数

2 功能设计与实现

2.1 总体流程

BIM模型辅助检查总体流程见图2，主要包括项目规则入库流程、模型检查和修正流程2部分。

图2 BIM模型辅助检查总体流程

2.1.1 项目规则入库流程

项目总体在Web端项目规则库管理系统中创建项目，可根据项目建模行为标准整理一套项目行为标准检查规则。项目建模行为标准通常包括划分项目标段和工点，确定不同工点的项目基点，规定模型命名规则、模型构件命名规则，约定构件材质着色，确定模型视图规则、明细表规则，约定构件属性信息。此外，有的行为标准还约定不能存在重复构件、构件间不能存在碰撞等。项目总体创建或批量导入项目行为标准规则作为模型检查的依据，这些规则包括项目基点、视图、明细表、构件命名、材质着色等。实际项目中模型构件类型多，由项目总体进行构件命名、材质着色的入库工具量巨大。软件提供数据初始化功能，项目总体可从标准模型中解析模型构件命名和材质着色规则，实现批量规则的快速入库；设计人员可从模型中解析模型构件命名和材质着色规则，提交给项目总体审核通过后入库。

2.1.2 模型检查和修正流程

设计人员根据入库规则可在模型提交复核前对模型进行自查，检查项目基点、明细表、构件命名、材质着色、模型视图等内容，另可根据检测工作开展构件重复性和构件碰撞等检查和修正工作；基于模型辅助检查软件，专册可对设计人员提交的模型按照规则库进行复核，出具复核报告，并将复核报告反馈给设计人员，提高专册复核效率；项目总体对复核通过的模型进行审查，模型辅助检查软件可快速实现模型复核工作，对于不符合项目行为标准的模型，出具审查报告反馈给设计人员。

2.2 功能实现

2.2.1 Web端项目规则库管理系统

Web端项目规则库管理系统包括项目管理、规则库管理、系统管理三大模块。

项目管理包括工程项目管理、标段及工点管理、项目人员信息配置、项目规则集绑定、构件名称管理、材质着色、视图规则、建模基点库、项目规则集等功能，实现按照项目进行模型检查规则的配置。

规则库管理包括规则集管理、规则管理、规则类型、明细表规则等功能，实现项目通用规则的管理和不同项目相同检查规则的复用。项目总体可在规则集下绑定规则，进行规则集复用、规则集模板定制、规则集版本控制等。

系统管理模块包括用户管理、角色管理、权限管理、字典管理、日志管理等。

2.2.2 Revit插件端检查软件

Revit插件端检查软件实现数据初始化、基点检查、规则检查、碰撞检查、构件重复性检查、历史检查报告、导入项目信息、在线同步等功能（见图3），实现按行为标准对模型进行检查，并提供工具对模型检查的错误进行快速修正。

图3 Revit插件端检查软件功能界面

（1）数据初始化。数据初始化用于对标准模型的构件信息进行初始化入库操作，可将标准模型构件数据初始化到后台规则库管理系统中（见图4）。软件自动读取当前模型的构件信息和材质着色信息并分别进行展示，支持用户修改构件和材质着色信息。

图4 数据初始化界面

（2）基点检查。软件自动获取项目阶段和工点名称，根据Web端项目规则库管理系统入库的基点和测量点信息校核Revit模型的项目基点和测量点信息（见图5）。

图5 项目基点检查界面

（3）规则检查。根据Web端项目规则库管理系统入库的材质着色、明细表、视图、构件命名等规则进行模型检查（见图6）。软件将当前模型文件实际情况与规则库配置的规则进行自动对比，形成问题清单，可导出检查报告，并支持模型构件的快速修改。

图6 模型规则检查界面

（4）碰撞检查。针对构件碰撞的设计错误，软件支持模型按族类别进行碰撞检查（见图7），实现碰撞构件在视图中的高亮显示，便于设计人员自查时快速修改错误构件；实现碰撞问题清单的导出，便于专册和项目总体对模型复核和验收时形成检测报告。

图7 模型碰撞检查界面

（5）构件重复检查。针对人工难以发现的重复构件，软件提供重复构件一键检查功能（见图8），可快速生成重复构件问题清单，并支持重复构件的快速定位和删除。

图8 构件重复性检查界面

（6）属性修改。针对有的项目建模行为标准对构件属性也有特别约定，软件实现构件属性的检查和赋值功能，支持按族类型批量检查和修改构件属性（见图9）。

图9 批量修改属性界面

（7）历史检查报告。软件支持历史检查报告的查看和导出。

（8）导入项目信息。项目人员可将Web端的项目规则库导入软件中，离线状态下可继续使用模型检查功能，更好地方便项目人员开展设计工作。

（9）在线同步。项目人员可将Web端的项目信息同步到本地库中，无需导入便可在离线状态下使用同步的项目信息进行离线模型检查。

3 软件应用

上海申铁建设管理有限公司印发的《上海轨道交通市域线机场联络线工程BIM建模行为标准》详细约定模型命名规则、测量点和项目基点规则、项目文件夹命名规则、模型文件命名规则、材质要求规则、构件模型单元命名规则、视图命名规则、明细表规则。此外，业主单位对模型构件属性具有明确要求，并强调不允许存在重复构件。对于土建模型要求构件具备主筋规格、主筋强度、水泥掺量等属性和属性值。

面向BIM模型行为标准的模型辅助检查软件应用于上海机场联络线工程的初步设计阶段、施工图设计阶段及施工阶段，项目采用软件自动模型检查代替人工模型检查，进行项目基点、材质着色、明细表、视图结构、构件命名、构件碰撞、构件重复等检查，部分模型审查耗时见表2。

表2 部分模型审查耗时

通常人工针对单个模型进行行为标准检查，需要逐个构件审查，且人工难以审查出隐含的构件碰撞和构件重复，审查耗时均在1 h以上，结构复杂、体量大的模型审查耗时更长。软件自动进行模型检查实现模型检查智能化，可极大节约模型审查时间，实现BIM模型检查的智能化和数字化，提高了机场联络线工程模型检查效率。

4 结束语

基于Revit SDK开发的面向BIM模型行为标准的模型辅助检查软件，实现项目建模行为标准的规则化入库管理，支持通用建模行为规则的配置和复用，实现Revit模型在设计全阶段、全过程的模型自查、复核及审查。研究成果已在上海轨道交通市域线机场联络线工程验证和应用，适用于Revit平台下BIM模型建模行为标准的自查、复核、审查及模型快速修正，可提升模型审查精准度和覆盖面，提升BIM模型设计质量和设计时效。属我国首次实现Revit模型行为标准的模型检查，软件为BIM模型检查智能化提供了技术力量，也可为BIM管理平台服务，将通过检查符合标准的BIM模型再上传于BIM管理平台中，为工程数字化和智能化贡献力量。